一种微波光子MIMO雷达收发系统的制作方法

技术特征：
1.一种微波光子mimo雷达收发系统，其特征在于，包括：发射子系统(10)、接收子系统(20)；发射子系统(10)中生成两路不同重复频率的光频梳信号，其中一路光频梳信号作为本振光频梳信号，另一路光频梳信号作为发射子系统(10)的光载波被基带线性调频信号所调制，调制后的光频梳信号分为两路，一路与本振光频梳信号拍频得到上变频的m路发射波形，另一路传输到接收子系统(20)作为参考光信号；接收子系统(20)的n路接收天线接收到回波信号后调制到发射子系统(10)耦合过来的光频梳信号上，并与参考光信号耦合后输入到光电探测器中进行拍频处理，得到回波信号的m
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n路去斜中频信号，再经模数转换后进行数字信号处理，得到回波信号中携带的目标信息。2.根据权利要求1所述的一种微波光子mimo雷达收发系统，其特征在于，所述的发射子系统(10)包括：激光器(301)、2个光频梳(302)、2个梳状滤波器(303)、1个电光调制器(304)、2个分束器(305)、1个光耦合器(306)、1个放大器(307)、1个阵列波导光栅(308)、m个探测器(309)以及发射前端(310)；所述的激光器(301)的输出端分别与2个光频梳(302)的输入端连接，2个光频梳(302)的输出端分别与2个梳状滤波器(303)的输入端对应连接，第一路梳状滤波器(303)的输出端与发射子系统(10)的电光调制器(304)的输入端连接，发射子系统(10)的电光调制器(304)的输出端与第一路分束器(305)的输入端连接，发射子系统(10)的电光调制器(304)的调制波输入端口输入基带线性调频信号，第一路分束器(305)的一个输出端与发射子系统(10)中的光耦合器(306)的第一输入端连接，第一路分束器(305)的另一个输出端与接收子系统(20)连接，发射子系统(10)中的光耦合器(306)的输出端与发射子系统(10)中的放大器(307)的输入端连接，发射子系统(10)中的放大器(307)的输出端与发射子系统(10)中的阵列波导光栅(308)的输入端连接，发射子系统(10)中的阵列波导光栅(308)的m个输出端分别与发射子系统(10)中的m个探测器(309)的输入端连接，发射子系统(10)中的m个探测器(309)的输出端均与发射前端(310)连接；第二路梳状滤波器(303)的输出端与第二路分束器(305)的输入端连接，第二路分束器(305)的一个输出端与发射子系统(10)中的光耦合器(306)的第二输入端连接，第二路分束器(305)的另一个输出端与接收子系统(20)连接。3.根据权利要求2所述的一种微波光子mimo雷达收发系统，其特征在于，所述的接收子系统(20)包括：n个电光调制器(304)、n个光耦合器(306)、1个放大器(307)、n个阵列波导光栅(308)、m
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n个探测器(309)以及接收前端(311)；所述的接收子系统(20)中的放大器(307)的输出端分别与接收子系统(20)中的n个电光调制器(304)的输入端连接，接收子系统(20)中的n个光耦合器(306)的第二输入端分别与接收子系统(20)中的n个电光调制器(304)的输出端连接，接收子系统(20)中的n个电光调制器(304)的调制波输入端口对应与接收前端(311)的n个输出端连接，接收子系统(20)中的n个光耦合器(306)的输出端分别与接收子系统(20)中的n个阵列波导光栅(308)的输入端连接，接收子系统(20)中的每个阵列波导光栅(308)的m个输出端分别与接收子系统(20)中的m个探测器(309)的输入端连接；第一路所述的分束器(305)的另一个输出端分别与接收子系统(20)的n个光耦合器(306)的第一输入端连接。第二路所述的分束器(305)的另一个输出端与接收子系统(20)中的放大器(307)的输入端连接。4.根据权利要求3所述的一种微波光子mimo雷达收发系统，其特征在于，所述的发射子系统(10)的工作流程：所述的激光器(301)产生连续波激光信号并被分为两路，分别注入锁
定2个光频梳(302)中，使2个光频梳(302)产生的光频梳信号相位相参，2个光频梳(302)产生的光信号频率间隔分别为fsr1和fsr2，2个光频梳产生的信号分别输入到2个梳状滤波器(303)中，梳状滤波器(303)的相邻通道间隔为光频梳(302)频率间隔的两倍，因此光频梳(302)产生的光信号经过梳状滤波器(303)滤波之后，频率间隔变为原始光频梳的两倍；第一路光频梳(302)经过梳状滤波器(303)之后的信号作为光载波信号输入到发射子系统(10)中的电光调制器(304)中，该光载波信号在电光调制器中被线性调频信号调制。调制后的光载波信号分为两路，其中一路作为参考光输入到接收子系统(20)，另一路输入到发射子系统(10)中的光耦合器(306)的其中一个输入端口；第二路光频梳(302)产生的光频梳信号经过梳状滤波器(303)滤波后也被分为两路，一路作为光载波信号输入到接收子系统(20)，另一路与发射子系统(10)中的电光调制器(304)中被调制信号通过发射子系统(10)中的光耦合器(306)耦合在一起，再经过发射子系统(10)中的放大器(307)放大后，输入到发射子系统(10)中的阵列波导光栅(308)中。发射子系统(10)中的阵列波导光栅(308)的不同通道选择出m路调制信号与光频梳信号，经过发射子系统(10)中的m路探测器(309)光电转换后，得到m路频率正交的线性调频微波信号，m路正交线性调频信号经滤波和放大之后作为雷达发射子系统(10)的发射信号辐射到自由空间。5.根据权利要求4所述的一种微波光子mimo雷达收发系统，其特征在于，所述的接收子系统(20)的工作流程：回波信号经n路接收天线收集，再经过接收前端(311)滤波和放大后分别输入到接收子系统(20)中的n个电光调制器(304)的输入端，n路回波信号分别调制到第二路光频梳(302)滤波后分路过来的光载波上，再分别输入到接收子系统(20)中的n个阵列波导光栅(308)中，将每一路回波与参考光信号分为m路不同通道输出，并输入到接收子系统(20)中的探测器(309)中进行去斜操作，得到m
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n路去斜中频信号，再经模数转换后进行数字信号处理，得到回波信号中携带的目标信息。所述m、n均为正整数，且m与n之和大于2。6.根据权利要求5所述的一种微波光子mimo雷达收发系统，其特征在于，所述的去斜操作是将雷达回波信号调制到光载波上，并与参考光共同输入到阵列波导光栅，回波信号与参考光信号的相应光边带在光电探测器中进行拍频处理，得到回波与参考信号的差频信号。7.根据权利要求2所述的一种微波光子mimo雷达收发系统，其特征在于，所述的激光器(301)用于产生连续波激光信号作为光频梳(302)的注入参考光源。8.根据权利要求2所述的一种微波光子mimo雷达收发系统，其特征在于，所述的梳状滤波器(303)由多个按一定频率间隔周期性排列的通带和阻带组成，利用梳状滤波器(303)对低重复频率光频梳进行滤波，抑制原始光频梳中的特定频率谱成分，让特定频率的光谱通过，从而实现低重复频率光频梳到高重复频率光频梳的转化。9.根据权利要求2所述的一种微波光子mimo雷达收发系统，其特征在于，所述的电光调制器(304)工作在最小偏置点，抑制光载波信号，只保留正负一阶光边带的调制光频梳信号。10.根据权利要求4所述的一种微波光子mimo雷达收发系统，其特征在于，所述的线性调频信号通过数字频率合成器生成。

技术总结
一种微波光子MIMO雷达收发系统，属于雷达探测技术领域，解决发射端的高重复频率的光频梳信号难以产生以及接收端去斜中频信号杂散量高的问题；发射端生成两个不同重复频率的光频梳信号，一路光频梳信号作为本振光频梳信号，另一路光频梳信号作为光载波被基带线性调频信号调制，调制后的光频梳信号分为两路，一路与本振光频梳信号拍频得到上变频的M路发射波形，另一路传输到接收子系统作为参考光信号；接收端N路接收天线接收到雷达回波信号后调制到发射子系统耦合过来的光频梳信号上，并与参考光信号耦合后输入到光电探测器中进行拍频，得到回波信号的M


技术研发人员：曹继明 崇毓华 梅理 徐珍珠 高旭东 朱宇鹏 王冰 涂路奇 李泽正
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第三十八研究所
技术研发日：2022.01.14
技术公布日：2022/4/15